【手続補正書】
【提出日】平成17年11月18日(2005.11.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  カーボンナノチューブの物理的、化学的及び／又は導電性特性を変更するために、カーボンナノチューブ形成の前、間及び／又は後に、イオンビームを用いることを特徴とする、気相からのカーボンの触媒蒸着によって、支持体部材上に形成された触媒層上にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を合成する方法。
【請求項２】  前記触媒層が１０ｎｍ〜５００ｎｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】  前記イオンビームを方向転換部材及び／又は集束部材により誘導することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】  前記イオンビームをステンシルマスクの使用によって制御することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】  縮小係数４〜４００の縮小イオン光学システムを用いることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】  前記イオンビームが、多ビームイオン光学システムにより制御される複数のサブビームを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】  前記イオンビームを放射するビーム源を、制御器によって電子制御することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】  前記イオンビームが、触媒的に活性な粒子、気体、又はドーピング剤、及びそれらの混合物からなる群から選択される粒子を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】  前記触媒層が金属触媒層を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】  前記ＣＮＴの形成前に、イオンビーム蒸着により前記触媒層を支持体部材上に蒸着し、次にＣＮＴを前記触媒層上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】  前記触媒層を、前記ＣＮＴ形成の前に、触媒粒子を含む気相から形成し、且つ制御されたイオンビーム誘導により前記支持体部材上に蒸着し、次にＣＮＴを前記触媒層上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】  前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって前記触媒層の触媒活性を少なくとも部分的に促進し、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】  前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって前記触媒層の触媒活性を少なくとも部分的に低下させ、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】  前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって前記触媒層を少なくとも部分的に活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】  前記触媒層が酸化した金属触媒を含み、この触媒を、Ｈ+イオンを含むビームにより少なくとも部分的に還元及び活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】  前記活性触媒が触媒的に不活性な材料で被覆されており、この触媒的に不活性な材料を、前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって少なくとも部分的に除去し、次にＣＮＴを前記触媒の活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１７】  前記ＣＮＴ形成の前に、前記触媒層をイオンビームによって部分的に不活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の残留活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】  前記触媒層が活性金属触媒を含み、これをＯ2+イオンを含むビームにより部分的に酸化及び不活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の残留活性中心上に成長させることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】  形成の間に、イオンビームによる周囲表面の部分分極化によって、前記ＣＮＴの成長の方向に影響を与えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】  形成後に、半導体特性を利用するために前記ＣＮＴをイオンビームによりドープすることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】  形成後に、前記ＣＮＴの壁の厚さを制御するために、イオンビームによって前記ＣＮＴを切削することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】  形成後に、前記ＣＮＴのバッキー端を除去するために、イオンビームによって前記ＣＮＴのキャップを除去することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】  形成後に、前記ＣＮＴのさらなる処理のために、縦方向のイオンビームによって前記ＣＮＴを開くことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２４】  形成後に、前記ＣＮＴを、イオンビームによる融合によってさらなるＣＮＴと合わせて延長することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】  前記延長を、２つのＣＮＴ間の融合域の触媒的に活性な粒子をイオンビームにより熱することによって行うことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】  前記延長を、２つのＣＮＴ間の融合域に触媒的に活性な粒子をイオンビームにより蒸着させることによって行うことを特徴とする、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】  形成後に、前記ＣＮＴのサイズ及び成長の方向を制御するために、イオンビームによって前記ＣＮＴを分析することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項２８】  前記分析を、前記ＣＮＴにより反射及び／又は偏向される２次イオンを検出することにより行うことを特徴とする、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】  前記イオンビームを、１０ｋｅＶ〜３００ｋｅＶのエネルギーで用いることを特徴とする、請求項１〜２８のいずれかに記載の方法。
【請求項３０】  ２００℃〜１０００℃の温度範囲で行うことを特徴とする、請求項１〜２９のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
成長カーボンナノチューブの分析を行う場合、前記ナノチューブにより反射及び／又は偏向される２次イオンを検出することは有利である。この目的のために、分析を希ガスの存在下で行うことは好ましい。さらに、制御手段、好ましくはステンシルマスク及び縮小イオン光学システムの形態の制御手段が適用されることは有利である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
図１０（ｂ）では、本発明により実現されるナノチューブトランジスタ４が示される。半導体特性は、本発明による条件、すなわち制御手段、特定のエネルギー及び温度範囲の適用に対応して、イオンビームによって誘導される。イオンビーム２が、ナノチューブ４の半導体特性に影響を及ぼすナノチューブトランジスタ４の空乏領域４ａを誘導することは理解できる。従って、異なる導電特性を示すナノチューブトランジスタのアレーを得ることが可能である。トランジスタのゲート接触Ｇが絶縁材料を備える場合には、電界効果トランジスタを実現することが可能である。
尚、本発明の実施態様としては下記の態様を挙げることができる：
（実施態様１）  カーボンナノチューブの物理的、化学的及び／又は導電性特性を変更するために、カーボンナノチューブ形成の前、間及び／又は後に、イオンビームを用いることを特徴とする、気相からのカーボンの触媒蒸着によって、支持体部材上に形成された触媒層上にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を合成する方法。
（実施態様２）  前記触媒層が１０ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ〜６０ｎｍの厚さを有することを特徴とする、実施態様１に記載の方法。
（実施態様３）  前記イオンビームを方向転換部材及び／又は集束部材により誘導することを特徴とする、実施態様１又は２に記載の方法。
（実施態様４）  前記イオンビームをステンシルマスクの使用によって制御することを特徴とする、実施態様１〜３のいずれかに記載の方法。
（実施態様５）  縮小係数４〜４００、好ましくは８〜１００の縮小イオン光学システムを用いることを特徴とする、実施態様４に記載の方法。
（実施態様６）  前記イオンビームが、多ビームイオン光学システムにより制御される複数のサブビームを含むことを特徴とする、実施態様１〜５のいずれかに記載の方法。
（実施態様７）  前記イオンビームを放射するビーム源を、制御器によって電子制御することを特徴とする、実施態様１〜６のいずれかに記載の方法。
（実施態様８）  前記イオンビームが、触媒的に活性な粒子、好ましくはＣｏ、Ｎｉ、Ｆｅ；気体、好ましくはＨｅ、Ｈ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ、Ｏ；又はドーピング剤Ａｓ、Ｐ、Ｂ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、及びそれらの混合物からなる群から選択される粒子を含むことを特徴とする、実施態様１〜７のいずれかに記載の方法。
（実施態様９）  前記触媒層が金属触媒層を含むことを特徴とする、実施態様１〜８のいずれかに記載の方法。
（実施態様１０）  前記ＣＮＴの形成前に、イオンビーム蒸着により前記触媒層を支持体部材上に蒸着し、次にＣＮＴを前記触媒層上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１１）  前記触媒層を、前記ＣＮＴ形成の前に、触媒粒子、好ましくは有機金属ガスジェットを含む気相から形成し、且つ制御されたイオンビーム誘導により前記支持体部材上に蒸着し、次にＣＮＴを前記触媒層上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１２）  前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって前記触媒層の触媒活性を少なくとも部分的に促進し、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１３）  前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって前記触媒層の触媒活性を少なくとも部分的に低下させ、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１４）  前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって前記触媒層を少なくとも部分的に活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１５）  前記触媒層が酸化した金属触媒を含み、この触媒を、Ｈ+イオンを含むビームにより少なくとも部分的に還元及び活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜１４のいずれかに記載の方法。
（実施態様１６）  前記活性触媒が触媒的に不活性な材料、特にポリマーで被覆されており、この触媒的に不活性な材料を、前記ＣＮＴ形成の前に、イオンビームによって少なくとも部分的に除去し、次にＣＮＴを前記触媒の活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１７）  前記ＣＮＴ形成の前に、前記触媒層をイオンビームによって部分的に不活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の残留活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様１８）  前記触媒層が活性金属触媒を含み、これをＯ2+イオンを含むビームにより部分的に酸化及び不活性化し、次にＣＮＴを前記触媒層の残留活性中心上に成長させることを特徴とする、実施態様１７に記載の方法。
（実施態様１９）  形成の間に、イオンビームによる周囲表面の部分分極化によって、前記ＣＮＴの成長の方向に影響を与えることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２０）  形成後に、半導体特性を利用するために前記ＣＮＴをイオンビームによりドープすることを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２１）  形成後に、前記ＣＮＴの壁の厚さを制御するために、イオンビームによって前記ＣＮＴを切削することを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２２）  形成後に、前記ＣＮＴのバッキー端を除去するために、イオンビームによって前記ＣＮＴのキャップを除去することを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２３）  形成後に、前記ＣＮＴのさらなる処理のために、縦方向のイオンビームによって前記ＣＮＴを開くことを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２４）  形成後に、前記ＣＮＴを、イオンビームによる融合によってさらなるＣＮＴと合わせて延長することを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２５）  前記延長を、２つのＣＮＴ間の融合域の触媒的に活性な粒子をイオンビームにより熱することによって行うことを特徴とする、実施態様２４に記載の方法。
（実施態様２６）  前記延長を、２つのＣＮＴ間の融合域に触媒的に活性な粒子をイオンビームにより蒸着させることによって行うことを特徴とする、実施態様２４に記載の方法。
（実施態様２７）  形成後に、前記ＣＮＴのサイズ及び成長の方向を制御するために、イオンビームによって前記ＣＮＴを分析することを特徴とする、実施態様１〜９のいずれかに記載の方法。
（実施態様２８）  前記分析を、前記ＣＮＴにより反射及び／又は偏向される２次イオンを検出することにより行うことを特徴とする、実施態様２７に記載の方法。
（実施態様２９）  前記イオンビームを、１０ｋｅＶ〜３００ｋｅＶ、好ましくは４０ｋｅＶ〜１００ｋｅＶのエネルギーで用いることを特徴とする、実施態様１〜２８のいずれかに記載の方法。
（実施態様３０）  ２００℃〜１０００℃、好ましくは４００℃〜７００℃の温度範囲で行うことを特徴とする、実施態様１〜２９のいずれかに記載の方法。